オークションサイトやリサイクルショップでカメラを探してくるのは楽しいものです。ジャンクだと思ったものが意外ときれいな動作品だったりとか、そういうのが醍醐味ですよね。
ただ、精密機械だけに”正常に動作するのか”確認するのが難しい部分もあります。
例えばシャッター(速度)です。
シャッター幕が動いているな、とか設定に連動してなんとなく早くなったり遅くなったりしているなといった程度しか確認できません。そこで今回はフォトトランジスタを使って簡単な工作をしてシャッター速度の測定器をDIYする方法を紹介します。
DIYとその前に
今回の方法で測定できるシャッター速度は、フォーカルプレーンシャッター機であればストロボ同調速度程度よりも遅い速度しか測定できません。それ以上になると測定誤差が大きくなって無視できなくなります。
これはフォトトランジスタ自体の応答速度の問題もありますが、原理的に測定が難しいことを理解しておく必要があります。
フォーカルプレーンシャッターの仕組みとシャッター幕の走行速度
一眼レフカメラなどに多く搭載されているフォーカルプレーンシャッターは先幕と後幕の2つの幕で構成されています。
撮影前に先幕と後幕がスタート位置にセットされます(シャッターがチャージされた状態)。
次に露光開始と同時に先幕が動いてシャッターがフルオープン状態となります。
一定時間(決まった露光時間)後に後幕が動いてシャッターを閉じます。
調べてみるとシャッター幕の走行速度は概ね5ミリ秒前後であるようです。縦走りであれば24mmを5ミリ秒(=1/200秒)で走り切るわけですね。
ただ、この方法ではシャッター幕の走行速度よりも早いシャッタースピードを設定することができません。幕速度を上げるにも限界があります。そこで、高速側のシャッターでは先幕が上がりきる前に後幕をスタートさせてスリット状に露光することで部分ごとの露光時間を短くする(=高速シャッターにする)ことができます。
例えば、シャッター幕が5ミリ秒の縦走りフォーカルプレーンシャッターで1/2000秒シャッターを切る場合を考えてみます。
24mmを1/200秒で走行するわけですから、1/2000秒であれば2.4mmで、時間に直せば0.5ミリ秒です。
つまり、先幕がスタートして0.5ミリ秒後に後幕がスタートすれば、フレーム内のある1点で考えたときの露光時間は1/2000秒です。
シャッター速度測定の原理
基本的にはシャッターが開いている時間(=明るくなっている時間）を測ればよいわけですから、比較的応答性の良いフォトトランジスタの出力をオシロスコープで観察すればこれを測定するのは難しくありません。
例えば次のような回路です。
フォトトランジスタNJL7502はamazonや秋月で入手可能です。
オシロスコープ 2.4インチTFT ハンドヘルド デジタル オシロスコープキット オシロスコープテスター 0-200K...
この方法の問題点
この方法の最大の問題点は
フォトダイオードはどこを見ているのかわからない
ということです。例えば今回使用した日本無線のフォトトランジスタNJL7502Lの場合、パッケージ自体の大きさは直径が約3mmありますし、受光角(半値角)は±20度です。透明レンズ部をセンサーギリギリまで削ってシャッターにベたづけでもしない限り直径で数ミリの範囲を見ていてもおかしくありません。
作ってみた
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測ってみた
手元にあるMZ-3(x2)、MZ-30、MZ-L、AE-1programの計5台を測定してみました。
まとめ
いかがだったでしょうか？測定治具自体は簡単に作れますし、一番高い部品はオシロスコープぐらいです。部品もアマゾンで全て手に入ります。
ただ、繰り返しになりますが、この治具で測定できるのは低速度シャッターのみである点にはご注意ください。次回は高速シャッターの測定方法を提案します。
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